建筑功能材料(完整)

建筑功能材料从使用上划分 建筑材料可分为结构材料和功能材料 建筑结构材料主要其力学性能 用以承受各种载荷 建筑功能材料主要使用其功能特性 满足保温 隔热 防水 防腐 防辐射 防火 呼吸 灭菌 调光装饰等不同功能要求 第一节建筑防水概况建筑防水材料是用于防止建筑物渗漏的一大类材料 被广泛应用于建筑物的屋面 地下室以及水利 地铁 隧道 道路 桥梁等其它有防水要求的工程部位 但长期以来 房屋建筑工程中的防水技术却不尽人意 存在着严重的渗漏现象 建设部曾组织抽查 抽查结果表明 屋面不同程度渗漏的占抽查工程数的35 厕浴间不同程度渗漏的占抽查工程数的39 2 不少房屋建筑同时存在着屋面 厕浴间和墙面的渗漏现象 有14个城市存在不同程度的渗漏 无一渗漏的只有一个城市 防水是一个涉及设计 材料 施工和维护管理的复杂系统工程 但材料是防水工程的基础 防水材料质量的优劣直接影响建筑物的使用性和耐久性 随工程性质和结构部位的不同 对防水材料的品种 形态和性能的要求也不同 按防水材料的力学性能 可分为刚性防水材料和柔性防水材料两类 本节主要介绍柔性防水材料 目前 常用的柔性防水材料按形态和功能可分为防水卷材 防水涂料 防水密封材料等几类 第二节防水材料的原材料一 沥青 一 概述1 沥青材料是一种有机胶凝材料 呈黑色粘稠状 固态2 特性 具有防水性 一定的塑性 耐久性3 分类 地沥青 石油沥青 天然沥青 焦油沥青 煤沥青 页岩沥青等 二 石油沥青的组丛与胶体结构1 组成 多种C H化合物和非金属衍生物2 组丛 油分 流动性 树脂 塑性 地沥青质 粘度 3 胶体结构 溶胶 液体沥青 凝胶 氧化沥青 溶凝胶 优质石油沥青 三 石油沥青的主要技术性质1 粘性1 定义 反映沥青材料内部抵抗其相对流动的一种特性2 影响因素 温度 组分 油分 地沥青质 3 表示方法 针入度 适用于固体或半固体 粘滞度 适用于液体沥青 2 塑性1 定义 指石油沥青在外力作用下产生变形而不破坏 除去外力后仍能保持变形后的形状2 影响因素 温度 组分 树脂 3 表示方法 延度4 功能3 温度感应性1 定义 指沥青的粘性和塑性随温度的升降而变化的性能2 影响因素 组分 地沥青质 3 软化点 4 大气稳定性1 定义 石油沥青在阳光或热 温度的作用下抵抗老化的性能2 表示方法 针入度比或蒸发损失率 四 石油沥青的技术标准 种类极其选用1 技术牌号 针入度 延度 软化点2 种类 建筑 道路 防潮防水 普通 3 选用 依据工程环境 气候 沥青的技术特性等 五 石油沥青的掺配掺配比例的计算 二 改性沥青高分子的聚合物分子和沥青分子相互扩散 发生缠结 形成凝聚网络混合结构 因而具有较高的强度和较好的弹性 按掺用高分子材料的不同 改性沥青可分为橡胶改性沥青 树脂改性沥青 橡胶树脂共混改性沥青三类 1 橡胶改性沥青在沥青中掺入适量橡胶后 可使沥青的高温变形性小 常温弹性较好 低温塑性较好 常用的橡胶有SBS橡胶 氯丁橡胶 废橡胶等 2 树脂改性沥青在沥青中掺入适量树脂后 可使沥青具有较好的耐高低温性 粘结性和不透气性 常用树脂有APP 无规聚丙烯 聚乙烯 聚丙烯等 3 橡胶和树脂共混改性沥青在沥青中掺入适量的橡胶和树脂后 沥青兼具橡胶和树脂的特性 常见的有氯化聚乙烯 橡胶共混改性沥青及聚氯乙烯 橡胶共混改性沥青等 三 合成高分子材料合成高分子基防水材料中常用的高分子有三元乙丙橡胶 氯丁橡胶 有机硅橡胶 聚氨酯 丙烯酸酯 聚氯乙烯树脂等 第三节防水卷材一 概述1 功能 防止建筑物遭受雨水 地下水 环境水侵入或透过的各种柔性片状材料2 特征 自身致密 孔隙率很小 具有憎水性 或能够填塞和封闭建筑缝隙而达到防渗止水的目的3 分类 二 防水卷材的施工方法 热用 冷用三 沥青卷材 建筑工程中使用最广泛的柔性防水材料 有胎卷材 无胎卷材1 石油沥青油纸 油毡 1 油纸 以熔化的低软化点的沥青浸渍原纸所制成的无涂盖层的纸胎防水卷材 适用于建筑防潮 多层防水的底层以及用于防潮包装 2 油毡 以熔化的高软化点的沥青涂盖在油纸的两面 并撒布一些隔离材料而制作200 适用于简易防水 临时建筑物的防水 建筑防潮 包装350 500 适用于三 四级防水等级的屋面多层防水以及地下 水利等工程的防水2 石油沥青玻纤油毡及玻璃布胎油毡特点 耐腐蚀性强 低温柔性好 耐久性好 抗拉性能好 四 高聚物改性沥青防水卷材在沥青中加入一定量的高聚物改性剂 使沥青自身固有的低温易脆裂 高温易流淌的劣性得到改善 改性后的沥青不但具有良好的高低温特性 而且还具有良好的弹塑性 憎水性和粘结性等 同时 使用新型胎体代替原纸作增强材料 大大提高了卷材的强度和延伸率 克服了纸胎油毡强度低 延伸率差 易吸水 腐烂等缺点 再生橡胶防水卷材弹性体SBS改性沥青防水卷材化纤胎改性沥青防水卷材高聚物改性APP改性沥青防水卷材沥青防水塑性体卷材焦油沥青耐低温防水卷材橡塑改性沥青聚乙烯胎防水橡塑共混体卷材铝箔橡塑改性沥青防水卷材 1 SBS改性沥青防水卷材SBS改性沥青防水卷材是用SBS热塑性弹性体作改性剂改性石油沥青作涂布材料 以浸渍聚酯纤维无纺毡或麻毛毡或玻纤毡而成 以撒布砂 滑石粉作隔离材料或用聚乙烯薄膜作隔离层 经配料 共熔 浸渍 辊压 复合成型 检验 卷取包装等工序生产 1 改性工艺SBS改性沥青的主要原料为沥青 110 100 80 石油沥青 SBS及其他助剂 无机填料 防老剂等 有机械共混法 溶剂法和乳液法 液态沥青 计量罐 热交换器 立式搅拌机 填充料 APP或SBS 均化器 卧式搅拌器 2 SBS改性沥青防水卷材生产工艺流程图 展卷机 烘干机 浸涂机 成型机 调偏机 撒砂机 冷却机 停留机 调偏机 卷毡机 码垛机 木底盘 成品库 水冷却塔 胎体 卧式搅拌机沥青基料 粗砂或板岩片 包装纸 3 特点 综合性能强 加入量为10 15 的SBS热塑性弹性体材料改性后的沥青作为防水卷材的浸渍涂盖层 可提高卷材的弹性和耐疲劳性 延长使用寿命 增强卷材的综合性能 具有良好的耐低温性能 将SBS改性沥青防水卷材加热到90 2h后观察 卷材表面仍不起泡 不流淌 当温度降低到 75 时 卷材仍然具有一定的柔软性 50 以下仍然有防水功能 所以 特别适宜于在严寒地区使用 也用于高温地区 耐老化 施工简便 SBS改性沥青防水卷材的抗拉强度高 延伸率大 自重轻 耐老化 施工方法简便 既可用热熔施工 又可用冷粘结施工 4 适用范围适用寒冷及酷热地区的工业与民用建筑屋面 地下工程 游泳池 水库 桥梁 隧道 灌溉渠等工程的防水 使用寿命15年 2 APP改性沥青防水卷材以玻璃毡 聚酯毡等作胎体 以APP改性石油沥青作浸渍涂盖层 均匀致密地浸渍在胎体两面 采用片岩彩色砂或金属箔等作面层防粘隔离材料 底面复合塑料薄膜 经一定生产工艺而加工制成的一种中 高档改性沥青防水卷材 1 特点 分子结构稳定 老化期长加入量为25 35 的APP是生产聚丙烯的副产品 APP分子结构为饱和态 所以 有非常好的稳定性 受高温 阳光照射后 分子结构不会重新排列 老化期长 一般情况下 APP改性沥青的老化期在20年以上 具有良好的耐热性温度适应范围为 15 130 特别是耐紫外线的能力比其它改性沥青卷材都强 所以 非常适宜在有强烈阳光照射的炎热地区使用 抗拉强度高 延伸率大复合在具有良好物理性能的聚酯毡或玻纤毡上 使制成的卷材具有良好的抗拉强度和延伸率 施工简便 无污染具有良好的憎水性和粘结性 既可冷施工 又可热施工 无污染 可在混凝土板 塑料板 木板 金属板等材料上施工 2 适用范围适用于各式屋面 地下室 游泳池 水坝 桥梁 隧道等建筑物工程的防水防潮 也可用于各种金属容器 管道的防腐保护和船舶的防潮 五 合成高分子防水卷材以合成橡胶或合成树脂为主要原料 再加入一定量的填料 增塑剂 防老剂 润滑剂 软化剂 补强剂等辅助材料而制成的新型防水材料 合成高分子防水卷材的抗拉强度高 延伸率大 高低温特性好 防水性能优异 目前多用于高级宾馆 饭店 大厦 游泳池 厂房等要求有良好防水性能的屋面 地下等防水工程 根据主体材料的不同 高分子防水卷材分为橡胶型防水卷材 塑料型防水卷材及橡塑共混型防水卷材 一 橡胶型防水卷材 1 三元乙丙橡胶防水卷材是防水材料家族中最为成功的防水材料之一 由于其弹性 强度 耐老化 耐腐蚀 低温柔性 施工等综合性能优越 世界各国都将其视为高性能防水材料的代表 予以十分重视 除建筑工程外 美国和日本的三元乙丙橡胶防水卷材还大量用于水库 水池 水渠 垃圾堆放场 高速公路 机场跑道等的防水 从而使三元乙丙橡胶防水卷材成为建筑和市政工程不可缺少的一种重要材料 三元乙丙橡胶防水卷材 橡胶类 1 组成以乙烯 丙烯和双环戊二烯三种单体共聚合成的三元乙丙橡胶为主体 掺入适量的丁基橡胶 硫化剂 促进剂 软化剂 补强剂和填充剂等 经过配料 密炼 拉片 过滤 挤出 或压延 成型 硫化 检验 分卷 包装等工序加工制成的高弹性防水卷材 是现代世界上一种最先进和性能最好的防水材料 2 特点 耐老化性能好 使用寿命长三元乙丙橡胶分子结构中的主链上只有单键没有双键 属高度饱和的有机高分子材料 所以结构很稳定 当受到臭氧 紫外光 湿热作用时 主链不易断裂 其耐老化性能比主链上含有双键的其它类型的橡胶和塑料等不饱和高分子材料优异得多 一般情况下 三元乙丙橡胶防水卷材的使用寿命长达40余年 抗拉强度高 延伸率大三元乙丙橡胶防水卷材的拉伸强度高 断裂伸长率相当于石油沥青纸胎油毡伸长率的300倍以上 所以其抗裂性能好 能适应基层伸缩或局部开裂变形的需要 耐高低温性能好三元乙丙橡胶防水卷材在 40 48 低温时仍不脆裂 在高温80 120 加热5h 时仍不起泡不粘连 所以 有极好的耐高低温性能 能在严寒和酷暑的气候条件下长期使用 施工方便简单三元乙丙橡胶防水卷材采用单层冷粘法施工 操作工艺简便 与传统石油沥青油毡用热马蹄脂粘结法相比 减少了环境污染 加快了施工进度 改善了劳动条件 3 技术性能指标GB18173 1 2000 4 适用范围三元乙丙橡胶防水卷材是一种高弹性 高强度 高延伸 耐老化的高档防水材料 最适用于工业与民用建筑屋面工程的外露防水层 并适用于受振动 易变形建筑工程防水 也适用于刚性保护层或倒置式屋面以及地下室 水渠 贮水池 游泳池 隧道地铁和市政工程防水 与其它防水材料联合使用组成二道 三道或三道以上的复合防水层 常用于防水等级为 级的屋面 地下室或屋顶 楼层游泳池 喷水池的防水工程 5 改进品种三元乙丙橡胶防水卷材作为高档防水材料 具有优良的性能 但价格偏高 是普通油毡的10倍以上 将面层是三元乙丙橡胶 底面做成氯丁橡胶和再生橡胶混合物组成的复合橡胶防水卷材 其防水性能也很优异 但价格只有纯三元乙丙橡胶防水卷材的三分之一 性能略逊于纯三元乙丙橡胶防水卷材 2 橡胶型氯化聚乙烯防水卷材以含氯量为30 40 的氯化聚乙烯树脂 热塑性弹性体 为主要原料 加入适量的助剂 硫化剂等配合剂 通常还加入某种合成橡胶改性 采用橡胶加工工艺 经过塑炼 混炼 压延 硫化等工序加工制成的硫化型 橡胶型 防水卷材 1 特点具有橡胶型防水卷材的通性 强度大 伸长率高 弹性好 耐撕裂 而且其中的双键被氯化饱和 使结构稳定 耐日光 耐臭氧老化 耐酸碱 耐寒 耐暑 使用寿命长 并有自熄和难燃性 能配成各种颜色有很好的装饰性 2 技术性能指标 二 塑料型防水卷材 1 塑料型氯化聚乙烯防水卷材以含氯量为30 40 的氯化聚乙烯树脂 热塑性弹性体 为主要原料 掺入适量的稳定剂 颜料等化学助剂 无硫化剂 和一定量的填充材料 采用塑料的加工工艺 经过捏合 塑炼 压延 卷曲 检验 分卷 包装等工序加工制成的弹塑性防水卷材 1 特点 耐老化性能强 使用寿命长 氯化聚乙烯分子结构呈饱和状态 使其具有良好的耐候性 耐臭氧和耐油 耐化学腐蚀及阻燃性能 耐老化性能强 使用寿命长 具有热塑性弹性体特性 塑料型氯化聚乙烯防水卷材既具有合成树脂的热塑性 还具有橡胶状弹性体特性 热风焊施工 不污染环境 塑料型氯化聚乙烯防水卷材具有热塑性特性 所以可用热风焊接施工 粘结力强不污染环境 2 技术性能指标 3 适用范围塑料型氯化聚乙烯防水卷材适用于屋面单层外露防水也适用于有保护层的屋面 地下室或蓄水池等工程防水 2 聚氯乙烯防水卷材聚氯乙烯是五大通用塑料之一 具有原料供应充足 价格适中等特点 聚氯乙烯防水卷材以聚氯乙烯树脂为主原料 加入增塑剂 稳定剂 耐老化剂 填料 经捏合 混炼 造粒 压延 或挤出 检验 卷取 包装等工序制成 1 特点 防水效果好 抗拉强度高 聚氯乙烯防水卷材的抗拉强度是氯化聚乙烯防水卷材拉伸强度的两倍 抗裂性能高 防水 抗渗效果好 使用寿命长 根据抗老化试验测定其使用寿命长达20年 断裂伸长率高 断裂伸长率是纸胎油毡的300倍以上 对基层伸缩和开裂变形的适应性较强 高低温性能良好 聚氯乙烯防水卷材的使用温度范围在 40 90 之间 在我国广大地区均可使用 施工方便 不污染环境 聚氯乙烯防水卷材一般采用空铺施工 卷材与卷材的搭接用热风焊进行熔接 常温下施工 操作简便 不污染环境 六 新型防水卷材的贮运和保管 1 不同品种 牌号 规格等级的产品应有明显的包装标记 应分类标注堆放 不得混放 2 卷材应贮存在阴凉通风的室内 避免雨淋 日晒 受潮严禁接近火源 3 应避免与化学介质及有机溶剂等有害物质接触 4 产品不得与尖利物质接触 5 卷材宜直立堆放 不得倾斜或横压 其高度不得超过2层 6 短途运输应平放 不宜超过4层 长途运输层数应更少 第四节防水涂料防水涂料是在常温下呈无固定形状的粘稠状液态材料 经涂布后 通过溶剂的挥发或水分的蒸发或反应固化后 在基层表面形成坚韧的防水膜的材料总称 防水涂料的性能特点 1 常温下呈粘稠状液体 经涂布固化后形成无接缝的防水涂膜 2 特别适宜在立面 阴阳角 穿结构层管道 凸起物 狭窄场所等细部构造处进行防水施工 固化后 能在这些复杂部位表面形成完整的防水膜 3 施工属冷作业 操作简便 劳动强度低 4 固化后形成的涂膜防水层自重轻 对于轻型 薄壳等异型屋面 大都采用防水涂料进行施工 5 涂膜具有良好的耐水 耐候 耐酸碱特性和优异的延伸性能 能适应基层局部变形的需要 6 涂膜防水层的抗拉强度可以通过加贴胎体增强材料来得到加强 对于基层裂缝 结构缝 管道根等一些容易造成渗漏的部位极易增强 补强 维修等处理 7 防水涂膜一般依靠人工涂布 其厚度很难做到均匀一致 施工时 要严格按照操作方法进行重复多遍的涂刷 以保证单位面积内的最低使用量 确保涂膜防水层的施工质量 一 沥青类防水涂料1 冷底子油1 定义2 原理3 配制方法2 沥青胶1 定义2 技术性质3 组成及其对技术性质的影响4 使用方法 二 水乳性防水涂料 乳化沥青 1 定义2 组成3 乳化工艺4 成膜及其性质5 应用 三 改性沥青防水涂料1 定义2 组成3 制作工艺4 成膜及其性质5 应用 四 合成高分子防水涂料1 定义2 组成3 生产工艺4 成膜及其性质5 应用 第五节建筑密封材料密封材料 是指能承受建筑物接缝位移以达到气密 水密的目的 而嵌入结构接缝中的定性和非定型的材料 一 建筑防水沥青嵌缝油膏1 定义2 特点3 使用 二 合成高分子止水带 第六节绝热材料1 定义 建筑物中起保温 隔热作用的材料2 基本要求 导热性低 表观密度小 有一定的强度等3 影响因素 1 材料的性质2 表观密度和孔隙特征3 湿度 温度4 热流方向 4 常用的绝热材料的种类1 无机绝热材料 纤维类制品 松散颗粒类及制品 多孔类制品等 2 有机绝热材料 树脂类制品 木材类制品 5 应用 墙体及屋顶 热工设备及管道 冷藏库等工程或冬季施工6 作用意义 减少热损失 节约能源 可以减少外墙厚度 减轻屋面体系的自重 从而节